CC BY
79
664.123.4:663.63.0
ДЕАММОНИЗАЦИЯ ИЗБЫТОЧНЫХ АММИАЧНЫХ КОНДЕНСАТОВ
В. О. ГОРОДЕЦКИЙ, Ю. И. МОЛОТИЛИН, С. М. СЕМЕНКЦ, Ю, Г. КАЛАБИН,
А. М. КРЫЛОВА, Р. С. РЕШЕТОВА
Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара Сахарный завод «Новокубанский»
В связи с минимальной степенью минерализации избыточные аммиачные конденсаты могут служить экстрагирующей жидкостью при использовании их в качестве составляющей питательной воды для диффузионного процесса. Однако они содержат значительное количество растворенного аммиака, который способствует повышению уровня пептизации пектиновых веществ свекловичной стружки [1] и в конечном счете увеличению содержания сахара в мелассе. Поэтому использование избыточных аммиачных конденсатов в диффузионном процессе без предварительной деаммонизации недопустимо.
Известны способы удаления аммиака из растворов, эффект деаммонизации в которых колеблется в широких пределах и составляет от 40 до 90% от исходного его содержания [2—5], но широкого внедрения в промышленности эти способы не получили по ряду причин.
Целью проведенных нами исследований была разработка такого способа деаммонизации, осуществление которого в условиях свеклосахарного завода стало бы возможным с применением известных физико-химических методов, имеющихся на заводе реагентов при их минимальных затратах.
В лабораторных условиях осуществляли отгонку удаляемого аммиака при кипячении под вакуумом при 80—85° С модельного аммиачного раствора, предварительно обработанного: известковым молоком в количестве 0,10—0,15% СаО к массе раствора; углекислым газом до pH = 6,5—7,0.
Разрежение в опытах поддерживали на уровне
0,06—0,05 МПа, что в производственных условиях соответствует величинам разрежения в вакуум-кон-денсационной установке вакуум-фильтров.
Использование гидроксида кальция для интенсификации процесса деаммонизации конденсатов не является новым приемом, так как известно, что при добавлении этого реагента равновесие электролитической диссоциации в водном растворе
мнз+н2о ын4он 1мн4++ он-
в щелочной среде смещается в сторону образования газообразного аммиака.
В подвергаемых отгонке под вакуумом растворах определяли степень удаления аммиака с целью сравнения эффективности деаммонизации аналогичных растворов методом их аэрирования воздухом [4, 6].
Для этого готовили модельные растворы с исходной концентрацией аммиака 300—350 мг/л, что соответствует содержанию аммиака в конденсатах вторичных паров выпарных станций сахарных заводов Краснодарского края. Растворы нагревали до 80—85° С подщелачивали известковым молоком (0,10—0,15% СаО к массе раствора) и проводили кипячение под разрежением, определяя при этом остаточное содержание аммиака и количество удаляемой при отгонке влаги. Полученные в серии опы-
тов данные были использованы ■ для построени: (рис. 1) кривой /.
Известно также, что карбонат аммони: (ІЧН^гСОз — соединение неустойчивое как на возду хе, так и в растворе. Из водного раствор: карбоната аммония уже при комнатной температурі выделяется аммиак, а карбонад аммония превра щается в гидрокарбонат аммония, который прі 60° С распадается полностью на аммиак, углекисльп газ и воду [7].
Учитывая эти свойства, провели серию опытов по обработке модельного раствора при 80—85° С углекислым газом до pH = 7,0 с последующей отгонкой под вакуумом при том же разрежении, что и в опытах с подщелоченным раствором аммиака. Полученные экспериментальные данные были использованы для построения кривой 2.
Для сравнения степени деаммонизации модельного раствора аммиака, обработанного в первом случае известковым молоком, а во втором — углекислым газом, с известным способом — подщелачи-ванием 0,01—0,02% СаО к массе конденсата и аэрацией воздухом в течение 15—20 мин [4] полученные растворы в свою очередь подвергли аэрации воздухом и анализировали на остаточное содержание в них аммиака (кривые 4 и 5).
Как видно из графика, наиболее интенсивной деаммонизации водного раствора аммиака способствует его известкование с последующей отгонкой под вакуумом. Уже предварительное подщелачива-ние позволяет удалить из раствора до 20% аммиака, что согласуется с данными, приведенными в исследованиях [8]. Основная масса аммиака (до 90%) удаляется из раствора в процессе кратковременного интенсивного самоиспарения в режиме кипения при 80—85° С и разрежении 0,06—0,05 МПа. При этом унос влаги с газообразным ЫНз составляет около 10—15% к массе модельного раствора.
Проведенные нами исследования позволяют сделать вывод о возможности проведения деаммониза-ции конденсатов по предлагаемому способу в производственных условиях с целью использования их в качестве компонента питательной воды в схеме во-доподготовки для диффузионного процесса.
С этой целью на сахарном заводе «Новокубанский» была смонтирована схема подготовки питательной воды на диффузию, включающая деаммони-зацию избыточных конденсатов с последующим использованием активной щелочности (0,10—0,15% СаО) для обработки жомопрессовой воды. Такая схема эксплуатировалась в течение двух производственных сезонов переработки сахарной свеклы урожая 1987 и 1988 гг.
Работа по предложенной схеме заключается в следующем: аммиачная вода из сборника 1 (рис. 2) самотеком поступает в смеситель 2, куда поступает и известковое молОко. Через гйдрозатвор, которым является U-образный трубопровод, смесь попадает в деаммонизатор 9, соединенный с системой разрежения вакуум-фильтров. После удаления значительной части аммиака (60—70% от исходного содержания аммиака в конденсате) щелочная вода с pH = 10,5—11,0 поступает в гидрозатвор 4, соединенный переливом со сборником-накопителем 5. Здесь происходит смешивание щелочного деаммонизированного конденсата с механически очищенной жомопрессовой водой и осаждение части несахаров последней. Сюда же подается барометрическая вода до необходимого количества. Полученная трехкомпонеитная смесь, % к массе свеклы- жомопрессовая вода — 35—40; деаммонизи-
рованный конденсат — 40—45; барометрическая вода — 15—20 насосом через эжекторное устройство 7 направляется в сборник питательной воды на диффузию. Эжекторное устройство позволяет проводить карбонизацию воды таким образом, что значение pH питательной воды на диффузию в течение всего производственного сезона находится в пределах 6,5—6,8. Такая степень карбонизации приводит к образованию в питательной воде гидрокарбоната кальция,' который поддерживает в нерастворимом состоянии протопектин клеточных стенок свекловичной стружки и препятствует накоплению в диффузионном соке неудаляемых на станции очистки гемицеллюлоз (арабан, галактан), способствуя тем самым повышению эффекта очистки на диффузии и последующему повышению доброкачественности очищенного сока. Это является главным преимуществом разработанного способа.
Карбонизация, а не сульфитация питательной воды имеет еще одно преимущество. Известно, что сульфи-тированная вода (слабый раствор сернистой кислоты) интенсивно корродирует металл внутренних конструкций диффузионных установок, вследствие чего раствор обогащается ионами железа, которые на станции очистки образуют,растворимые комплексные соединения, повышающие цветность соков [6].
В схеме водоподготовки дозирование извести увеличено по сравнению с ее количеством, необходимым для интенсификации процесса деаммонизации (по данным [4], количество извести для подщела-чивания конденсата перед деаммонизацией составляет 0,015—0,020% СаО к массе конденсата), с учетом достаточного минимума активной известко-
вой щелочности для осаждения основной массы несахаров жомопрессовой воды и ее стерилизации. По. данным проведенных исследований, щелочность смеси деаммонизированной и жомопрессовой воды поддерживается в пределах 0,10—0,15% СаО, при этом эффект торможения жизнедеятельности микроорганизмов (мезофил, слизеобразующих, лейконо-стока, молочно-кислых) колеблется от 60 до 100% в зависимости от групп микроорганизмов.
В схеме водоподготовки предусматривается подача пеногасителя (водная дисперсия пищевых ПАВ, технический жир и др.) в гидрозатвор 4.
Эксплуатация схемы на сахарном заводе «Новокубанский» показала, что использование в диффузионном процессе питательной воды, подготовленной предлагаемым способом, увеличивает эффект очистки на диффузии на 3—5%, что способствует увеличению доброкачественности диффузионных соков на 0,5—1,0%.
Экономический эффект от внедрения способа подготовки питательной воды на диффузию с использованием жомопрессовой воды и деаммонизирован-ных конденсатов для завода мощностью 3,5 тыс. т переработки свеклы в сутки составил около 80,0 тыс. р.
ВЫВОД
Разработан способ подготовки трехкомпонентной экстрагирующей жидкости, способствующий повы-
шению эффекта очистки на диффузии и сокращению
расхода свежей воды на технологические нужды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Да и ш ев М. И., Троянова Н. Л. Влияние pH на переход пектиновых веществ в диффузионный сок// Сахарная пром-сть.—1971.— № 7.— С. 17.
2. Кул и н и ч Н. В. Влияние качества питательной воды на процесс диффузии - и усовершенствование технологии ее подготовки: Автореф. дис. ... канд. техн. наук, М., 1980.
3. Го л о в н я к Ю. Д. и др. Влияние способа подготовки питательной воды для процесса диффузии на качество сока // Сахарная пром-сть, 1976.— № 7.— С. 17.
4. А. с. № 652218 (СССР). Способ подготовки конденсата сокового пара'выпарной станции для экстракции сахара из свекловичной стружки.— Опубл. а Б. И.—1979.— № 10.
5. Адаменко В. П. Деаммонизация конденсатов с целью использования их для диффузионных аппаратов // Сахарная пром-сть. —1987.— № 12.— С. 17.
6. Голубева А. Д., Захаров К. П. Новый способ подготовки воды для диффузии.— М.: ЦНИИТЭИ-пищепром, 1978.—31 с.
7. Краткая химическая энциклопедия.— М., 1967. — 1.—
С. 207.
8. С а м о й л е н к о В. С. Исследование и разработка способа использования конденсатов вторичных паров в качестве экстрагента сахарозы из свекловичной стружки: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Киев, 1983.—26 с.
Кафедра сахаристых веществ
Лаборатория водоподготовки и
сокодобывания Поступила 13.03.90
664.1.004.8:664.1.038.8
ОЧИСТКА ФИЛЬТРАЦИОННОГО ОСАДКА ДЛЯ ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В. Н. ШАЛАТОНОВ, Л. М. ХОМИЧАК, А. А. ЛИПЕЦ, Л. П. РЕВА
Производственное объединение «Укрсахтехэнергоремонт»
Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности
В поступающей на сахарные заводы свекле, убранной механизированным способом без ручной доочистки, до 20—50% механически поврежденных корнеплодов, до 8—14% — загрязненных землей, до 3—6% — зеленой массой [1]. Уже через месяц хранения такой свеклы в кагатах понижаются ее технологические качества: увеличивается содержание редуцирующих веществ, высокомолекулярных соединений, амидного и аммиачного азота. В данных условиях решению основной задачи свеклосахарного производства — максимального увеличения выхода сахара-песка с цветностью до 0,8 уел. ед. при минимальных расходах извести и топливно-энергетических ресурсов способствует поиск новых приемов очистки диффузионного сока.
При его очистке с целью улучшения седимента-ционно-фильтрационных свойств возвращают на преддефекацию сок I сатурации или суспензию фильтрационного осадка сока I сатурации, что ведет к увеличению расхода извести. Избежать этого можно, применяя наиболее эффективный способ, в котором на преддефекацию возвращают суспензию фильтрационного осадка II сатурации (при этом не всегда нужно расходовать до 20—30% извести [2] от ее общего количества).
Отстатурировать такое количество извести в су-
ществующих конструкциях сатураторов не всегда представляется возможным ваиду сильного пенения сока.
Цель работы — снижение расхода извести на очистку диффузионного сока и улучшение седи-ментационно-фильтрационных свойств сока I сатурации за счет использования на преддефекации вместо возвратов суспензии фильтрационных осадков сока I и II сатурации суспензий очищенного карбоната кальция, полученного из фильтрационного осадка сока I сатурации после вакуум-фильтров.
Схема очистки диффузионного сока с использованием карбоната кальция, выделенного из фильтрационного осадка сока I сатурации, содержит: 1 — преддефекатор; 2 — дефекаторы холодной и горячей ступени; 3—подогреватели сока; 4, 7 — сатураторы; 5 — установку для сгущения осадка; 6 — вакуум-фильтрационную установку; 8 — насосы;
9, И— гидроциклоны; 10, 12 — мешалки; 13 —
делитель (см. рисунок).
Известно, что при пересатурировании сока I сатурации снижается эффект очистки сока вследствие перехода части несахаров из осадка в раствор [3]. Поэтому для наиболее полного удаления несахаров из фильтрационного осадка, возвращаемого не преддефекацию, нами был применен
